JPH0513275A - 電解コンデンサ駆動用電解液 - Google Patents

電解コンデンサ駆動用電解液

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JPH0513275A
JPH0513275A JP16429691A JP16429691A JPH0513275A JP H0513275 A JPH0513275 A JP H0513275A JP 16429691 A JP16429691 A JP 16429691A JP 16429691 A JP16429691 A JP 16429691A JP H0513275 A JPH0513275 A JP H0513275A
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JP
Japan
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electrolytic capacitor
driving
electrolytic solution
electrolytic
capacitor according
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JP16429691A
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English (en)
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Shigeo Shinpo
成生 新保
Kenjiro Nakanishi
賢治朗 中西
Hisao Nagara
久雄 長柄
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 比電導度を下げることなく、火花発生電圧を
十分に高めることができるとともに、電解コンデンサの
耐圧も高められる信頼性の高い電解コンデンサ駆動用電
解液を提供することを目的とする。 【構成】 エチレングリコールを主体とした溶媒に超微
粒子状の金属酸化物を分散させ、かつグリセリン,ポリ
エチレングリコール,ポリプロピレングリコール,ポリ
グリセリン,ポリビニルアルコールのいずれか1種もし
くは2種以上を添加して溶解することにより電解コンデ
ンサ駆動用電解液を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は電解コンデンサ駆動用電
解液に関するもので、特に中高圧用電解コンデンサの特
性改善に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来においては、電解コンデンサ駆動用
電解液として、エチレングリコールに、ほう酸あるいは
その塩を溶解したものが用いられている。しかしなが
ら、この種の電解液は、高耐圧が得られるという反面、
ほう酸から得られる結晶水により高温度の環境下では、
ガス発生が大きいため、長時間の使用に耐えられず、ま
た比電導度が低いため、電解コンデンサの低インピーダ
ンス化に対応できないという欠点があった。そのため、
特開昭60−13293号公報に見られるようにブチル
オクタン二酸を用いたり、特開昭63−15738号公
報に見られるように5,6−デカンジカルボン酸を用い
たりする例が公開されているが、これらの酸だけでは必
要とされる高耐圧の駆動用電解液を得ることはできな
い。また特開昭62−268121号公報に見られるよ
うに、高耐圧の駆動用電解液を得るために粘度の高い高
分子化合物を添加する例が公開されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記高
分子化合物は粘度が高いため、駆動用電解液の比電導度
を下げることになり、そのため、電解コンデンサの低イ
ンピーダンス化への要求に応えることができないという
問題点を有していた。
【0004】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、駆動用電解液の比電導度を下げることなく、火花発
生電圧を十分に高めることができるとともに、電解コン
デンサの耐圧も高められる信頼性の高い電解コンデンサ
駆動用電解液を提供することを目的とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の電解コンデンサ駆動用電解液は、エチレング
リコールを主体とした溶媒に超微粒子状の金属酸化物を
分散させ、かつグリセリン,ポリエチレングリコール,
ポリプロピレングリコール,ポリグリセリン,ポリビニ
ルアルコールのいずれか1種もしくは2種以上を添加し
て溶解したものである。
【0006】
【作用】上記した本発明の電解コンデンサ駆動用電解液
は、エチレングリコールを主体とした溶媒に超微粒子状
の金属酸化物を分散させ、かつグリセリン,ポリエチレ
ングリコール,ポリプロピレングリコール,ポリグリセ
リン,ポリビニルアルコールのいずれか1種もしくは2
種以上を添加して溶解したもので、超微粒子状の金属酸
化物は、電解液中で帯電してコロイド状になっているた
め、電解液中に均一に分散させることができる。また酸
化皮膜の生成時には超微粒子状の金属酸化物が吸着凝集
して酸化皮膜の欠陥部を埋めるため、欠陥の少ない酸化
皮膜を生成することができ、これにより、火花発生電圧
を高くすることができ、さらに耐圧を上昇させる添加剤
であるグリセリン,ポリエチレングリコール,ポリプロ
ピレングリコール,ポリグリセリン,ポリビニルアルコ
ールのいずれか1種もしくは2種以上を併用して通常よ
り少量添加して溶解することにより、電解コンデンサの
耐圧をさらに高めることができ、その結果、低インピー
ダンスで高耐圧の電解コンデンサを供給することができ
るものである。
【0007】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。
【0008】本発明の電解コンデンサ駆動用電解液の基
本は、エチレングリコールを主体とした溶媒に超微粒子
金属酸化物を分散させ、かつグリセリン,ポリエチレン
グリコール,ポリプロピレングリコール,ポリグリセリ
ン,ポリビニルアルコールのいずれか1種もしくは2種
以上を添加して溶解したもので、超微粒子金属酸化物
は、通常、電解液中で帯電しているため、コロイド状に
なって分散するが、溶液のpHや無機化合物の種類によ
り分散しにくいものもある。その場合、適当な界面活性
剤の使用や表面処理を行えば、分散させることができ
る。
【0009】また、超微粒子状の金属酸化物は、他の溶
媒に分散しても同様の効果が得られることから、本発明
の溶媒としてはエチレングリコール単体もしくは他の溶
媒との混合物を挙げることができる。混合できる溶媒と
しては、例えばアルコール類{1価アルコール(メチル
アルコール,エチルアルコール,プロピルアルコール,
ブチルアルコール,ジアセトンアルコール,ベンジルア
ルコール,アミノアルコール等);2価アルコール(エ
チレングリコール,プロピレングリコール,ジエチレン
グリコール,ヘキシレングリコール等);3価アルコー
ル(グリセリン等);ヘキシトール等}、エーテル類
{モノエーテル(エチレングリコールモノメチルエーテ
ル,エチレングリコールモノエチルエーテル,ジエチレ
ングリコールモノメチルエーテル,ジエチレングリコー
ルモノエチルエーテル,エチレングリコールフェニルエ
ーテル等);ジエーテル(エチレングリコールジメチル
エーテル,ジエチレングリコールジメチルエーテル,ジ
エチレングリコールジエチルエーテル等)}、アミド類
{ホルムアミド類(N−メチルホルムアミド,N.N−
ジメチルホルムアミド,N−エチルホルムアミド,N.
N−ジエチルホルムアミド等);アセトアミド類(N−
メチルアセトアミド,N.N−ジメチルアセトアミド,
N−エチルアセトアニド,N.N−ジエチルアセトアニ
ド等);プロピオンアミド類(N.N−ジメチルプロピ
オンアミド等);ヘキサメチルホスホリルアミド等}、
オキサゾリジノン類(N−メチル−2−オキサゾリジノ
ン、3,5−ジメチル−2−オキサゾリジノン等)、ラ
クトン類(α−アセチル−γ−ブチロラクトン,β−ブ
チロラクトン,γ−バレロラクトン等)、ジメチルスル
ホキシド,スルホラン、1,3−ジメチル−2−イミダ
ゾリジノン、N−メチルピロリドン、芳香族溶剤(トル
エン,キシレン等)、パラフィン系溶剤(ノルマルパラ
フィン,イソパラフィン等)およびこれらの2種以上の
混合物が挙げられる。
【0010】溶質としては、無機酸,有機酸またはその
塩であり、例えば、ほう酸,アゼライン酸,アジピン
酸,グルタル酸,フタル酸,マレイン酸,安息香酸,ブ
チルオクタン二酸,1−メチル−1.7ヘプタンジカル
ボン酸、1−メチル−1,3,9ノナントリカルボン酸
またはその塩の中の1種もしくは2種以上が挙げられ
る。上記した塩としては、アンモニウム塩,アミン塩,
第4級アンモニウム塩等が使用できる。
【0011】分散する超微粒子状の金属酸化物の量は、
通常、電解液に対して、0.1〜30%であり、好まし
くは1〜20%である。これは、0.1%以下では効果
がなく、かつ30%以上では凝集しやすくなるからであ
る。
【0012】また、粒子径としては小さい方がよく、1
μm程度から分散できるが、この場合、100nm以下が
望ましい。
【0013】次に本発明の具体的な実施例について説明
する。(表1),(表2)は従来例1,2,3と本発明
の実施例1,2,3,4,5,6,7,8,9,10の
具体的な電解液組成と、これらの各例における30℃の
比電導度,火花発生電圧,含水率についての測定結果を
示したものである。
【0014】本発明の実施例1,2,3,4,5,6,
7,8,9で使用した超微粒子状の金属酸化物である超
微粒子状無水シリカは、フエロシリコンを塩素化して四
塩化硅素とした後、精製し酸素と水素の炎中で加水分解
することによって得られたものを、機械的に攪拌して分
散させた。また本発明の実施例10で使用した超微粒子
酸化チタンは四塩化チタニウムの蒸気を気相中で酸素酸
化することによって得られたものを、機械的に攪拌して
分散させた。
【0015】
【表1】
【0016】
【表2】
【0017】この(表1),(表2)から明らかなよう
に、超微粒子状の金属酸化物である酸化硅素を分散させ
た本発明の実施例1,2,3,4,5,6,7,8,9
および酸化チタンを分散させた本発明の実施例10の電
解液は、従来例1,2,3の電解液に比較して比電導度
を低下させることなく、火花発生電圧を高くすることが
できる。すなわち、酸化硅素(SiO2),酸化チタン
(TiO2)の分散溶液を加えることにより、粘度の高
い添加剤の量を減らしても、高い火花発生電圧を得るこ
とができ、これにより比電導度も高いレベルを維持する
ことができるものである。
【0018】(表3)は(表1),(表2)に示した電
解液のうち、従来例2,3および本発明の実施例2,
5,7,8,9,10の電解液を使用した電解コンデン
サ(定格400V270μF)の各20個について温度
105℃で高温リプル負荷試験を1000時間実施した
結果を示したものである。なお、(表3)中の値は20
個の平均値を示す。
【0019】
【表3】
【0020】この(表3)から明らかなように、本発明
の実施例2,5,7,8,9,10の電解液を使用した
電解コンデンサは、従来例2,3の電解液を使用した電
解コンデンサに比べ、容量変化率,tanδ変化率,外
観変化のどの特性においても優れており、信頼性に優れ
た電解コンデンサ駆動用電解液を得ることができるもの
である。
【0021】なお、本発明の上記実施例には示していな
いが、他の溶質材料、すなわち、ほう酸,グルタル酸,
フタル酸,マレイン酸,アジピン酸,安息香酸、1−メ
チル−1,7ヘプタンジカルボン酸、1−メチル−1,
3,9ノナントリカルボン酸もしくはその塩でも効果が
あることを確認した。
【0022】また、ポリエチレングリコール,ポリプロ
ピレングリコール,ポリグリセリン,ポリビニルアルコ
ールについては、分子量が400〜40000までのも
のが良好で、400以下では耐圧向上にならず、400
00以上では溶解が困難になるものである。
【0023】図1は本発明の実施例6における電解コン
デンサ駆動用電解液と従来例3における電解コンデンサ
駆動用電解液の定電流化成時における化成・放電特性の
比較を示したもので、この図1からも明らかなように本
発明の実施例6が従来例3に比べてその特性は著しく優
れているものである。
【0024】
【発明の効果】以上のように本発明の電解コンデンサ駆
動用電解液は、エチレングリコールを主体とした溶媒に
超微粒子状の金属酸化物を分散させ、かつグリセリン,
ポリエチレングリコール,ポリプロピレングリコール,
ポリグリセリン,ポリビニルアルコールのいずれか1種
もしくは2種以上を添加して溶解したもので、超微粒子
状の金属酸化物は、電解液中で帯電してコロイド状にな
っているため、電解液中に均一に分散させることができ
る。また酸化皮膜の生成時には超微粒子状の金属酸化物
が吸着凝集して酸化皮膜の欠陥部を埋めるため、欠陥の
少ない酸化皮膜を生成することができ、これにより、火
花発生電圧を高くすることができ、さらに耐圧を上昇さ
せる添加剤であるグリセリン,ポリエチレングリコー
ル,ポリプロピレングリコール,ポリグリセリン,ポリ
ビニルアルコールのいずれか1種もしくは2種以上を併
用して通常より少量添加して溶解することにより、電解
コンデンサの耐圧をさらに高めることができ、その結
果、低インピーダンスで高耐圧の電解コンデンサを供給
することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例6における電解コンデンサ駆動
用電解液と従来例3における電解コンデンサ駆動用電解
液の定電流化成時における化成・放電特性の比較を示す
特性図

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】エチレングリコールを主体とした溶媒に超
    微粒子無機化合物を分散させ、かつグリセリン,ポリエ
    チレングリコール,ポリプロピレングリコール,ポリグ
    リセリン,ポリビニルアルコールのいずれか1種もしく
    は2種以上を添加して溶解させたことを特徴とする電解
    コンデンサ駆動用電解液。
  2. 【請求項2】超微粒子無機化合物が金属酸化物である請
    求項1記載の電解コンデンサ駆動用電解液。
  3. 【請求項3】超微粒子無機化合物が金属窒化物である請
    求項1記載の電解コンデンサ駆動用電解液。
  4. 【請求項4】超微粒子無機化合物が金属炭化物である請
    求項1記載の電解コンデンサ駆動用電解液。
  5. 【請求項5】金属酸化物がSiO2,TiO2の単独もし
    くは混合物である請求項2記載の電解コンデンサ駆動用
    電解液。
  6. 【請求項6】金属窒化物がTiN,Si32,AlN,
    TaNおよびZr34から選ばれる1種類もしくは2種
    類以上の混合物である請求項3記載の電解コンデンサ駆
    動用電解液。
  7. 【請求項7】金属炭化物がSiC,TiCから選ばれる
    1種類もしくは2種類以上の混合物である請求項4記載
    の電解コンデンサ駆動用電解液。
  8. 【請求項8】超微粒子無機化合物の大きさが100nm以
    下である請求項1記載の電解コンデンサ駆動用電解液。
JP16429691A 1991-07-04 1991-07-04 電解コンデンサ駆動用電解液 Pending JPH0513275A (ja)

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